125MN挤压机挤压中心在线监测系统设计与监测精度分析

论文摘要

随着交通运输、航空航天等产业的发展,市场对大型挤压制品需求量越来越大,挤压机的发展也日趋大型化。大型挤压机由于其本体结构和工作环境的特殊性,长时间运行后会造成导轨与支撑垫之间摩擦磨损严重、挤压筒与模具及挤压轴中心不对中,再加上工作过程中剧烈振动、冲击的影响,挤压中心就会发生偏移。偏心挤压不仅直接影响挤压材的质量,加剧机体的磨损,减少机体寿命,甚至可能造成事故隐患。125MN挤压机作为我国目前最大吨位的挤压机,其挤压中心检测仍采用人工测量计算法。为实现其在线自动监测,本文进行了以下几个方面的设计和研究:1、在分析常见光电位移检测方法的基础上,融合激光技术和图像处理技术,采用分光法,设计了125MN挤压机挤压中心在线监测系统。系统具有监测距离远、监测点数多、监测范围大、监测精度高和非接触、间接监测的特点,可同时对穿孔横梁、穿孔动梁、固定横梁、活动横梁和挤压容室进行在线监测,基本实现预定目标;2、对整个系统的误差进行了理论分析和试验研究。分析了系统误差的来源和大小;建立了系统误差分析模型,为系统标定与静态误差修正提供了理论依据。设计了三个试验,分析了监测距离、干扰光源、大气湍流对检测精度的影响;3、建立了一套完整的数据处理体系。由于直接测量结果中存在有粗大误差及噪声,故对测试数据进行处理也是提高检测精度的重要手段。通过对各种数据处理方法的比较,最终确立了“分段检验法对数据的平稳性进行检验→改进的53H法对粗大误差进行剔除→7点加权移动平均法进行平滑滤波→sqtwolog准则下选用db1小波进行给定阈值消噪”的数据处理流程,大幅度提高了测量精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 激光位移检测技术的发展及应用
• 1.2.1 LD-PSD检测技术发展及应用
• 1.2.2 LD-CCD检测技术发展及应用
• 1.2.3 机器视觉技术发展及应用
• 1.2.4 现有检测方法评析
• 1.3 保证检测精度的主要途径
• 1.4 本文研究内容及结构
• 第二章 挤压中心在线监测系统设计
• 2.1 监测基准线的设定
• 2.2 中心监测原理及几何模型
• 2.2.1 中心监测基本原理
• 2.2.2 中心监测几何模型
• 2.3 挤压中心在线监测系统总体方案
• 2.3.1 激光发射系统
• 2.3.2 接收系统
• 2.3.3 信息处理系统
• 2.3.4 系统元器件参数计算及选型
• 2.3.5 图像远距离传输系统设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 误差分析及试验研究
• 3.1 误差的概念
• 3.1.1 误差的含义
• 3.1.2 误差的类型
• 3.1.3 误差的来源
• 3.1.4 精度
• 3.1.5 误差分析的目的
• 3.1.6 125MN挤压机挤压中心在线监测系统误差来源
• 3.2 挤压中心在线监测系统的系统误差分析
• 3.2.1 机械加工、装配误差
• 3.2.2 安装误差
• 3.2.3 方法误差
• 3.2.4 量具误差
• 3.2.5 分光镜引起的折射误差
• 3.2.6 系统误差模型
• 3.3 系统随机误差分析及试验
• 3.3.1 距离对监测精度影响试验
• 3.3.2 噪声对监测精度的影响试验
• 3.3.3 大气湍流对监测精度的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 测量数据预处理
• 4.1 数据特性的检验
• 4.1.1 算术平均值、标准差
• 4.1.2 数据直方图
• 4.1.3 平稳性检验
• 4.2 数据预处理
• 4.2.1 粗大误差处理
• 4.2.2 测量数据的平滑滤波
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于小波变换的数据滤波
• 5.1 小波变换简介
• 5.1.1 小波变换的定义及特点
• 5.1.2 小波滤波原理
• 5.1.3 常用小波函数简介
• 5.2 多分辨分析滤波
• 5.2.1 多分辨分析的定义
• 5.2.2 多分辨分析滤波原理
• 5.2.3 基于多分辨分析的数据滤波
• 5.3 多分辨阈值滤波
• 5.3.1 小波阈值去噪原理
• 5.3.2 小波阈值选择规则
• 5.3.3 测试数据多分辨阈值滤波
• 5.4 试验数据处理步骤
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 相关工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的主要研究成果